外出先での歩行解析のための新しいセンサシステムを開発(シンガポール国立大学)

NUS School of ComputingのBoyd Anderson博士は、臨床歩行測定のための廉価でポータブルなソリューションであるMANA 2.0の開発に取り組んだ。

歩行分析は、スポーツ傷害の医学的診断、パーキンソン病や脳性麻痺などの神経疾患、高齢者の虚弱性や転倒リスクの評価に使用される重要な臨床測定です。正確な歩行測定を行うために、クリニックでは通常、ゴールドスタンダードの独自開発の歩行測定マットを使用している。しかし、このマットは大きく、重く、高価であり、それを用いた歩行測定は臨床医の立会いのもとでしか行うことができない。

より手頃な価格で、持ち運びが可能な代替品を開発するために、NUS School of Computingの研究者たちは、現在のゴールドスタンダードのマットと同等の精度で臨床的な歩行測定を実現することができる新しいワイヤレスセンサーシステムを開発した。MANA 2.0と呼ばれるこのワイヤレスセンサーシステムは、ユーザーの靴に取り付けられた4つのセンサーで構成されており、モバイルアプリケーションにリンクして測定を行うことができる。

MANA 2.0 – 歩行分析のためのハイブリッドウェアラブルシステム 

従来の歩行分析用ウェアラブルは、加速度と回転数のみを計測する慣性計測ユニット(IMU)技術のみを採用していたが、MANA 2.0では、IMUとUWBの両方の技術をセンサーシステムに搭載している。UWB技術は、体上距離を直接測定することができるため、MANA 2.0では、現在ゴールドスタンダードのマットでしか測定できない重要な臨床的な歩行指標を推定することができる。これらには歩幅や空間的な足の配置などが含まれ、患者の歩行異常や転倒リスクを評価する上で重要な要素となる。

NUSの研究者チームは、MANA 2.0の精度を、現在の臨床における歩行分析のゴールドスタンダードと比較して、さらに検証した。21人の健康な人の2,000歩以上の歩数のデータセットを使用して、研究者たちは、ゴールドスタンダードのマットによる測定と比較して、MANA 2.0が歩幅の測定で平均97.2%の精度を達成し、空間的な足の配置の測定では95~97%の精度を達成していることを確認した。研究チームは、この技術の開発に2年を費やした。 

MANA 2.0ウェアラブルシステムは、同等の精度を備えているため、歩行分析のためのポータブルな代替手段となる。

MANA2.0は、歩行分析のためのローデータをリアルタイムで取得することができる。歩幅、運動中の左右の踵の加速度や回転を含む測定値を、患者のスマートフォンに直接ストリーミング配信することができるのだ。

『歩行分析マットのポータブル版を開発することには大きな価値があります。これにより、患者は臨床家の物理的な監督を必要とせずに、いつでもどこでも自分で歩行測定を行うことができるようになります。MANA 2.0に対応した歩行分析用ウェアラブルは、モバイルアプリケーションで収集したデータを使って、臨床医が患者の経過を遠隔でモニタリングすることも可能になります。ヘルスケアサービスへの需要が高まる中、このようなポータブル技術は、クリニックでの物理的なスペースや人手の必要性を減らし、同時に歩行評価をより効率的にします』と、MANA 2.0の開発に携わったNUSコンピューティング学科の講師であるBoyd Anderson博士は述べている。

NUSチームはMANA 2.0の特許を出願。このシステムのコストは500シンガポールドル以下と見積もられており、一般的に1万シンガポールドル以上する現在のゴールドスタンダードのマットよりもはるかに手頃な価格である。チームは、臨床応用のための技術をさらに検証するために、より多くのデータを収集したいと考えている。




【原典】Novel sensor system for on-the-go gait analysis(05 October 2020)
URL;ttps://news.nus.edu.sg/research/novel-sensor-system-go-gait-analysis

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